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アンプのアラを探す・・1 ~ヘッドフォンで細部を聴いてみる

さきの続きです。
 ■ 【 TDA7297 】スピーカー左右が逆、極性も逆 ~コスパ高く、音楽もいけるじゃん --> こちら

 このヘッドフォンを使うという方法は
コメント欄に投稿頂いているお方のアドバイスに端を発しています。 --> こちら

 さっそく、アナログアンプTDA7297を調べてみます。
アラが見えすぎて落胆もしますが、それも仕方ないです。
なんせ安いアンプですから。

 8Ωの負荷抵抗が間に合わず、とりあえずスピーカーと並列にヘッドホンを繋げます。
ただ、TDA7297がフルブリッジ接続仕様なので、
左右スピーカーのGND同志をショートさせると壊れてしまいます。
なので、左右のGNDが共通となっている一般的なヘッドフォンではそのままでは使えません。
ということで、同時にステレオチェックはできず、片チャンネルずつのチェックとなりますが、
それはしょうがありません。
同じ型のヘッドホンが2台あれば左右同時チェックができますが
そこまでやる必要もないです。
 ※負荷抵抗が入荷したら再度チェック。

【 改造 】
 もともと付いていた入力キャパシタ(セラミック積層0.22μF)を外して
コンデンサーを抜き挿しできるようにコネクタを引き出し
とっかえひっかえて、いろいろ聴いているところです。

さすがに容量を大きくすると低音部、特に50Hz以下が増強されますが
その分、電源投入時の「ボコ!」も大きくなるので
ほどほどで手を打つのがいいです。
手持ちの都合で1.5μFか2.0μFのポリプロピレンフィルム型(黄色)に取り替える予定です。

TDA7297 Modification of input capacitor 0.22μF  クリックで原寸大
TDA7297_08_s.jpg

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[C647] MAさん、コメントありがとうございます.[646] 理屈が分かれば全て解決です

>PW-GND端子から流れ出る帰還電流は、最大限に汚物を撒き散らす電流

太くて短く・・・
というのは送信機を作っていたころからやっていたことですが、
実際の場面ではノイズや寄生振動など手を焼くことばかりです。

>S-GND端子は単なるアースではなく、入力装置から入力した信号電流をそのまま丁寧に入力装置に戻すための端子と認識すること

もとに戻すという視点は目から鱗でした。
GND面で埋められていればノイズも有利になるというぐらいな認識しかなかったので
プリント面のGNDの引き回しまでは、目がいってなかったです。
これまで諦めていたレベルから、さらに一段とノイズが低減できることに
まっこと驚きました。

>改造前は、入力信号の帰還電流とパワーの帰還電流が全ての箇所で混ざり合っていますが、改造後は完全に分離して、完璧な一点アースを構築しています。

「混ざり合う」ということが
とてもわかりやすい図をつくっていただき、ありがとうございました。
一点アースをPCB基板で実現するのは
部品の配置から始まりなかなかノウハウがいることがよくわかりました。
この件で教えて頂いたことで
パターンを見る目が確実に変わりました。
とても勉強になりました。

>この改造が完璧なものか検証しました。
両方ともその差は全く分からないと思います。

ヘッドフォンアンプで確かめましたが
まったく違いはわかりません。
スイッチング電源の方がノイズが多いだろうという漠然とした認識でしたが
丹念に作られた装置では
その差がほとんど現われないということも大変な驚きでした。

これまでは、少々のノイズがでていても、
こういうものだろうと究明することもなかったですが
MAさんのノイズを調べるノウハウを教えていただき
原因がわかればノイズを低減できるということに目覚め
大きな収穫となりました。

>これも管理人さんが機会を作って下さったおかげです。

私は「なんでもやってみよう、自分で確かめたい・・・」
というスタンスでやっているだけでして
その過程をメモっているだけです。
そうはいっても,
それが誰かの役に立てばそんなハッピーなことはない・・・
という思いはいつもあります。

とてもわかり易い図や実測データや音源ファイルまでつくっていただき
私の理解を助けていただきました。
改めて感謝、お礼申し上げます。

  • 2017-09-18 14:56
  • hal
  • URL
  • 編集

[C646] 理屈が分かれば全て解決です

PW-GND端子から流れ出る帰還電流は、最大限に汚物を撒き散らす電流であること。
S-GND端子は単なるアースではなく、入力装置から入力した信号電流をそのまま丁寧に入力装置に戻すための端子と認識することです。
このような関係を完璧に理解できれば、全てに応用できて怖いものはありません。

改造前と改造後の帰還電流の関係を図にしました。
改造前は、入力信号の帰還電流とパワーの帰還電流が全ての箇所で混ざり合っていますが、改造後は完全に分離して、完璧な一点アースを構築しています。
http://tonzeru.jpn.ph/test/tda7292/TDA7297-Feedback_curren.png

この改造が完璧なものか検証しました。その方法は、ノイズの殆どない直列制御型安定化電源とSW電源とで、ノイズの差があるか調べました。
先ずは波形図です(例のごとく52dBにゲインアップしたものです)。
http://tonzeru.jpn.ph/test/tda7292/TDA7297-REG_Noise_52dBup-Corrugated.png

次に実際の音声で、上記波形図の順序で再生されます(両者の境目で1kHzの信号が入っています)。
両方ともその差は全く分からないと思います。
http://tonzeru.jpn.ph/test/tda7292/TDA7297-REG_Noise_52dBup-Sound.mp3

そしてその両者をスペクトラム図で比べてみました。低域で違いが認められますが、全体の骨格は大差ないと思います。
http://tonzeru.jpn.ph/test/tda7292/TDA7297-REG_Noise_52dBup-Spectrum.png

以上の結果から、今回の改造は、これ以上のものはない完璧なものと確認できました。
今までこのようなきちんとした確認はしたことがなかったので私も勉強になりました。
これも管理人さんが機会を作って下さったおかげです。
  • 2017-09-17 21:32
  • MA
  • URL
  • 編集

[C645] MAさん、コメントありがとうございます.[644] 改造方法です

ご丁寧な改造を公開していただき
ありがとうございます。
他の方も改造にトライされると思います。

プロの極意を教わりました。
魔法のようでして、驚きました。

8Pin(PW-GND)を基板から抜いて電源ターミナルへ繋げると大きく減ると思ってましたが
それでは取り切れないことがよくわかりました。

入力部のGND面がループしていることが大きな原因ですね。
 →それを切断。
そのGND面の先っちょを9Pin(S-GND)の近くに接地。
それと、ヒートシンクを積極的に接地。
それとボリュームのケースも接地。
あと、電源ターミナルの間に切れ込みをいれ
0.1uFを新規に追加。

見事に低減されたのは驚きとしかいいようがありません。

>TA8202Kよりもノイズは少なくなっています。これはTA8202Kのゲインが42dBに対し、TDA7297は30dBと少なく、それが影響していると思われます。

もう十分すぎるほどです。

>ちなみに、「改造その1」は、パワーグランドピンのみパターンから切り離し、デカップリングコンデンサのマイナスへ直結しただけのものです。

実際にノイズレベルを見せて貰うと
よ~くわかりました。
理解を修正しました。

以上の改造をさっそくやってみます。

 プロのノウハウの一端を見せていただきましたが
この視点で他のアンプ基板のパターンも見てみる必要がありますね。

貴重な極意、重ね重ねお礼申し上げます。

  • 2017-09-16 23:42
  • hal
  • URL
  • 編集

[C644] 改造方法です

基板をカットする図と配線の図との2枚で指示しています。
http://tonzeru.jpn.ph/test/tda7292/TDA7297_remodeling01.png

ちょっと違うところもありますが完成の図です。
http://tonzeru.jpn.ph/test/tda7292/TDA7297_remodeling02.png
http://tonzeru.jpn.ph/test/tda7292/TDA7297_remodeling03.png

改造結果の波形図です(無音部を52dBのゲインアップしたもの)。最後にある「改造その2」がこの改造の結果です。
TA8202Kよりもノイズは少なくなっています。これはTA8202Kのゲインが42dBに対し、TDA7297は30dBと少なく、それが影響していると思われます。
ちなみに、「改造その1」は、パワーグランドピンのみパターンから切り離し、デカップリングコンデンサのマイナスへ直結しただけのものです。
http://tonzeru.jpn.ph/test/tda7292/TDA7297_52dB.png

実際のノイズ音声です。上記波形図のとおりの再生順位です。
http://tonzeru.jpn.ph/test/tda7292/TA8202K_TDA7292_TDA7292remod_dumbe52dBup02.mp3
  • 2017-09-16 15:02
  • MA
  • URL
  • 編集

[C643] MAさん、コメントありがとうございます.[642] 改造の図、作成します

>一言で説明できませんので図面を起こします。少々お待ちを...

お手間を取らせることになり申し訳ありません。
  • 2017-09-16 05:33
  • hal
  • URL
  • 編集

[C642] 改造の図、作成します

>ワイヤで電源端子のGNDへ直接配線すると影響を軽減出来そうですがどんなものでしょうか。

私のやった改造は結構複雑で、一言で説明できませんので図面を起こします。少々お待ちを...
  • 2017-09-15 22:30
  • MA
  • URL
  • 編集

[C641] MAさん、コメントありがとうございます.[640] TDA7297 テストしてみました

貴重な、しかも説得力のある実験データを開示していただき、
とても感謝しています。
ありがとうございます。
他の人も大いに役立つと思います。

>出力の左右チャンネルが逆になっておりまた、出力の極性も、シルク印刷の表示とは逆です

手持ちのアンプ基板にはメーカー名と型名を示すような「FOXEIN FE-9720A」と、印刷してあります。
小さな工房でいろいろやっていそうでして
機能や特性に拘らずに最小のコストでいかに作れるか・・・
そんなことを楽しんでいるのではないだろうかという感じをうけます。

というのは、
町中に出れば、どこにもいそうなオジサンたち
(専門家でない)が見よう見まねで粗末な電動バイクや4輪を作って公道を走らせて楽しそうなのをみると
このアンプ基板も同じノリ、似たようなメンタリティーでやっているのではないかと思えてきます。

細かいことには拘らず、
とにかくなんでも作ってやろう・・・
そんなバイタリティを感じます。

そんな大陸とは対照的な今のわがくに。
社会の仕組みがカチッとができあがっていて
なんでも揃っていて何でも手にはいるが
でも賃金は下がりっぱなし・・・
となると、そんなバイタリティが生まれる余地も少なくなり
これからの若い世代のことを考えるなんとかしなくっちゃと思うこのごろです。

>TDA7297のパワーグランドの帰還電流処理で、これが良くないことから、外部電源に由来するノイズが出力信号に重畳
基板をシゲシゲみると、9Pin(S-GND)と8Pin(PW-GND)
が同じ面で半田付けされていて
コレがノイズを拾う原因でしょうか?
8Pinの根元では大きな電流によって電位がふらつき
そこに9Pin が繋がっているとモロに影響を受けそうです。
わざわざ(S-GND)と(PW-GND)を分けているので
それを生かす配線を考えたわけです。

ということで、8Pinと9Pinをパターンから抜いて
ワイヤで電源端子のGNDへ直接配線すると影響を軽減出来そうですがどんなものでしょうか。

>上記波形図にある無音部を52dBゲインアップした実際の音声
オシロ波形も明確にノイズを示していますが
音にだしてみると衝撃ですね。こんなに違うとは驚きです。

>適正値は2.2uF程度でしょうね。
耳で聞いても、2μぐらいは欲しいと思います。
  • 2017-09-15 11:16
  • hal
  • URL
  • 編集

[C640] TDA7297 テストしてみました

やっと「TDA7297中華製モジュール」が届いたので早速テストしてみました。

作りの品位が低いのは中華製ということで納得できるのですが、出力の左右チャンネルが逆になっておりまた、出力の極性も、シルク印刷の表示とは逆ですね。基板パターンを見ると、部品の配置を決めた後の配線は、条件の事など全く考えず成り行きで配線したというのが見え見えです。だからこんな頓珍漢な基板が出来てしまうのでしょう。

また、動作を考慮したパターンの完成度もめちゃくちゃで、この製品に限らず、同種の石を使ったモジュール商品を何種類か調べましたがまともなパターンのものは一つもありませんでした。

このパターンで問題になるのは、TDA7297のパワーグランドの帰還電流処理で、これが良くないことから、外部電源に由来するノイズが出力信号に重畳しています。レベル的には低いものですが、悪い見本のような明快に分かるノイズです。

無音部を40dBのゲインアップした時の波形図。それぞれ、参考にしたTA8202Kのノイズ。TDA7297中華製そのままのノイズ。中華製の基板パターン改造後のノイズという順番になっています。
http://tonzeru.jpn.ph/test/tda7292/TDA7297_switching_noise.png

こちらは、上記波形図にある無音部を52dBゲインアップした実際の音声で、上記と同じ順番の再生になります。
http://tonzeru.jpn.ph/test/tda7292/TA8202K_TDA7292_TDA7292remod_dumbe52dBup.mp3

また、中華製のそれは、入力段のカップリングコンデンサに0.22uFが使用されていますが、この定数は余りにも小さいため低域が痩せてしまっています。適正値は2.2uF程度でしょうね。
http://tonzeru.jpn.ph/test/tda7292/TDA7297-0.22uF-2.2uF.png
  • 2017-09-14 19:18
  • MA
  • URL
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[C635] MAさん、コメントありがとうございます。[632] MAです--やってますね。

>ダイオードリミッタを入れるというのも良いかも知れません。
万が一の為に有効ですね。情報ありがとうございます。

>このTDA7297ですが、TA8202Kと比べるため、

TDA7297も出力が小さい範囲では歪みが大きく
ほんとは1W以下でもいい音がでるものがあれば最善ですが
安価なICではなかなか両立は難しいようです。
ということでTA8202Kがどんな音で鳴るかは興味があります。

>アンプのダミーロードはパワーの入るものを一つ作っておくと大変便利です。

さすがMAさんらしい、作りですね。
100w+100w

私は5w+5wでお茶を濁そうと思って注文しています。
8Ω5wを10本頼んだので
両チャンネル最大4本づつを直並列にして20w+20w
まで増強できますが
5w程度で使うことになるだろうと思います。

>それと、簡単な「電子回路計算機」を作っ

これ使えますね。
イチイチ電卓を引っ張りだしたりしなくていいので安直に使えます。
ご提供ありがとうございます。
  • 2017-09-10 13:14
  • hal
  • URL
  • 編集

[C632] MAです--やってますね。

あら捜しやってますね。くれぐれもHPを壊さないように...
音質に影響しない範囲で、ダイオードリミッタを入れるというのも良いかも知れません。

このTDA7297ですが、TA8202Kと比べるため、部品取り用に注文しております。石の回路はTA8202Kとおなじようなものと推測しています。特に入力部はほとんど同じではないでしょうか。

アンプのダミーロードはパワーの入るものを一つ作っておくと大変便利です。
http://tonzeru.jpn.ph/test/amp-etc/8OHM100W-X2-LOAD.jpg

それと、簡単な「電子回路計算機」を作ってみましたので、よろしかったらお使いください。多重起動できますので、複数の計算を平行して行えます。
http://tonzeru.jpn.ph/test/program/keisanki.zip
  • 2017-09-09 12:46
  • MA
  • URL
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そもそも国民に主権があることがおかしい。全文はこちら クリックで原寸大
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 安倍さんが最も欲しがっているモノは「国家緊急権」。
その欲しくて堪らなかったモノがもう手に届くところまで来ています。
それを手に入れるには、自民党の憲法草案を通すほかないわけですが、
手段を選ばず、あらゆることを仕掛けて来ることが想定されます。
その国家緊急権は、第九章 緊急事態にやろうと思えば「何でもできる」を織り込んでいます。 --> こちら

つぎの動画ですが、安倍さんのこれまでの言動がヒトラーのそれと見事に符合していることを描いています。
ということだと、これから何が起きるかも想像がつくというものです。
クリック ↓ でYoutubeを開く
hodoStation160318_ss.jpg


 大新聞・テレビが批判をやめた、戦前と同じ。
安倍首相「安保法制は中国が相手、必ずやる!」と戦争を想定--> こちら
たかが個人的な野望なのに、実現するためにはどんなに反対されようが構わず進め、そして国民を戦争へ引き摺り込む・・
 断じて許しません。
戦争法案施行に合わせて日中緊張が仕掛けられ着々と前準備が整えられる。戦争させられるのも時間の問題である。
「ふたたび戦争の歴史になる・・」と2007年安倍一次政権から繰り返し警告してきた。
2005年に決定されたシナリオがいよいよ最終章を迎える、まさに危機的状況となってきた。
殆どの国民が知らないでいるシナリオが、しかも着々と積み上げられてきていることに気付き、そして大声上げて阻止しないと取り返しのつかないことになる。
阿鼻叫喚となる前に・・・

というのは、
アーミテージ・レポート第3弾アーミテージレポート(ブログ) のシナリオ通りに進んでいることでわかるように、アメリカ戦争屋勢力が、ニッポンの外務省と安倍政権(強力な軍事力を持つことで有利になれるという妄想・野望)を利用できるところまで最大限利用しようとしているからだ。
自分から決して先には手をださず、
ニッポンを使って事を起こそうとしている連中の 謀略 はいまだ消えていない。執念深くしかも確実に実行しようとしている。
どんなに時間がかかろうが、システマチックに動いてやり遂げる連中を甘くみたら後悔することになる。
アメリカが仕掛けてきたこれまでの謀略・戦争の数々が教えてくれている。

ふたたび戦争の歴史になる・・
クリックで原寸大
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LIBERAL_PARTY_m.gif
自由党(国民の生活が第一)

kokuminSeikatu_s_s.jpgkokuminSeikatu_s.jpg


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